Презентация Изотопная геохимия. Rb-Sr метод, Sm-Nd метод онлайн

Содержание слайда: Общая геохимия Лекция 7 Изотопная геохимия. Rb-Sr метод, Sm-Nd метод

Содержание слайда: Геохронология и геохимия радиогенных изотопов

Содержание слайда: Rb-Sr метод определения абсолютного возраста (для богатых Rb минералов!)

Содержание слайда: Rb - щелочной металл. Его ионный радиус (1.48 А) весьма близок к ионному радиусу калия во всех K-содержащих минералах. Rb - щелочной металл. Его ионный радиус (1.48 А) весьма близок к ионному радиусу калия во всех K-содержащих минералах. Rb является рассеянным элементом, который не образует своих собственных минералов, но он содержится в легко определимых количествах в обычных K-содержащих минералах, таких, как слюды (мусковит, биотит, флогопит и лепидолит), К-полевой шпат (ортоклаз и микроклин), некоторые глинистые минералы и минералы эвапоритов, например сильвин и карналлит. Rb имеет два природных изотопа - 85Rb и 87Rb- с распространенностью соответственно 72.2% и 27.8%. 87Rb- радиоактивен и распадается с образованием стабильного 87Sr путем испускания отрицательной бета-частицы.

Содержание слайда: Sr - член группы щелочноземельных элементов. Его ионный радиус (1.13 А) несколько больше, чем у Ca (0.99 А), который он может замещать во многих минералах. Sr - член группы щелочноземельных элементов. Его ионный радиус (1.13 А) несколько больше, чем у Ca (0.99 А), который он может замещать во многих минералах. Таким образом, Sr также является рассеянным элементом и входит в состав Ca-содержащих минералов, таких, как плагиоклаз, апатит и карбонаты кальция, в особенности арагонит. Sr имеет четыре стабильных изотопа (88Sr, 87Sr, 86Sr и 84Sr). Их распространенность составляет соответственно около 82.58, 7.00, 9.86 и 0.56%. Распространенность изотопов стронция варьирует в связи с образованием радиогенного 87Sr за счет распада природного 87Rb. По этой причине точный изотопный состав стронция в породе или минерале, которые содержат рубидий, зависит от возраста и отношения Rb/Sr в этой породе или минерале.

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Для расчета возраста требуется знать содержание изотопов. Современные масс-спектрометры, приборы, предназначенные для определения изотопов, могут определять лишь их отношения. Для расчета возраста требуется знать содержание изотопов. Современные масс-спектрометры, приборы, предназначенные для определения изотопов, могут определять лишь их отношения. Поэтому каждый член уравнения делим на содержание изотопа 86Sr. 86Sr является стабильным изотопом и не образуется в результате радиоактивного распада существующих в природе изотопов каких-либо элементов.

Содержание слайда: Изохронная диаграмма

Содержание слайда: Изохронная модель Изохрона – линия равных возрастов

Содержание слайда:

Содержание слайда: Для построения изохроны необходимо: Три или более когенетичных образцов с разбросом Rb/Sr отношения. Ими могут быть: 3 когенетичных породы, произошедших из одного источника в результате частичного плавления, фракционной кристаллизации и других процессов. Или 3 сосуществующих минерала из одной породы, отличающихся К/Са отношением.

Содержание слайда: В ходе фракционной кристаллизации магмы Sr имеет тенденцию концентрироваться в плагиоклазе, тогда как Rb остается в жидкой фазе. Вследствие этого в ходе прогрессивной кристаллизации отношение Rb/Sr в остаточной магме может постепенно возрастать. В ходе фракционной кристаллизации магмы Sr имеет тенденцию концентрироваться в плагиоклазе, тогда как Rb остается в жидкой фазе. Вследствие этого в ходе прогрессивной кристаллизации отношение Rb/Sr в остаточной магме может постепенно возрастать. Поэтому серии дифференцированных магматических пород имеют тенденцию к повышению отношения Rb/Sr с увеличением степени дифференциации. Наивысшие значения этого отношения, достигающие 10 и более, наблюдаются в дифференциатах последних стадий, включая пегматиты.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Примеры датирования пород Rb-Sr методом

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Первичное отношение изотопов Sr имеет наиболее низкие значения 0.699 в метеоритном веществе; несколько повышаясь для пород, имеющих мантийное происхождение. Для океанических пород (MORB, OIB) это отношение еще выше 0.706-0.708. Для типично коровых пород (S-гранитов) отношение достигает 0.715-0.720. Первичное отношение изотопов Sr имеет наиболее низкие значения 0.699 в метеоритном веществе; несколько повышаясь для пород, имеющих мантийное происхождение. Для океанических пород (MORB, OIB) это отношение еще выше 0.706-0.708. Для типично коровых пород (S-гранитов) отношение достигает 0.715-0.720. Высокие значения отношений для основных и ультраосновных пород – явления контаминации глубинного вещества коровым материалом. Rb-Sr метод чаще всего используют для интрузивных пород кислого состава.

Содержание слайда: Применение Rb-Sr метода ограничивается двумя факторами: Применение Rb-Sr метода ограничивается двумя факторами: Большим периодом полураспада 87Rb, который составляет 48.8х109 лет. Тем, что обычный стронций содержит около 7 % 87Sr. Из-за такого большого периода полураспада 87Rb в образцах, особенно молодых, накапливается очень малое количество 87Srрад. Эту малую добавку очень трудно измерить, если в пробе содержится большое количество обычного стронция. ПОЭТОМУ ДЛЯ ДАТИРОВАНИЯ ПРИГОДНЫ ТОЛЬКО ОБРАЗЦЫ С ВЫСОКИМИ ОТНОШЕНИЯМИ Rb/Sr, ПРИЧЕМ ЧЕМ БОЛЬШЕ ВОЗРАСТ, ТЕМ ЭТО ОТНОШЕНИЕ ДОЛЖНО БЫТЬ ВЫШЕ.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Sm-Nd метод

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: 147Sm  143Nd

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Изотопная эволюция Nd на Земле аппроксимируется моделью, называемой CHUR (chondritic uniform resevoir – однородный хондритовый резервуар). Изотопная эволюция Nd на Земле аппроксимируется моделью, называемой CHUR (chondritic uniform resevoir – однородный хондритовый резервуар). Модель предполагает, что земной Nd эволюционировал в однородном резервуаре протопланетного вещества. CHUR – это общий резервуар, порождающий магмы путем частичного плавления – имеющие более низкие отношения Sm/Nd и 143Nd/144Nd по сравнению с CHUR. Реститы, остающиеся после селективной выплавки, имеют более высокие отношения.

Содержание слайда: ε Nd – отклонения первичных отношений 143Nd/144Nd в магматических и метаморфических породах от соответствующих отношений в CHUR. ε Nd – отклонения первичных отношений 143Nd/144Nd в магматических и метаморфических породах от соответствующих отношений в CHUR. Положительные значения ε Nd – породы произошли из остаточных твердых фаз резервуара после удаления из него магмы в некоторый более ранний момент времени. Отрицательные значения ε Nd – породы образовались при переработке и ассимиляции древних коровых пород. T(DM) - предполагаемое время отделения вещества пород (протолита) от обедненной деплетированной мантии по измеренному изотопному составу современного и первичного неодима. Задают нижний возрастной предел для исследованных пород. Нельзя использовать в качестве оценки реального возраста пород.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Модельный возраст T(DM) - предполагаемое время отделения вещества пород (протолита) от обедненной деплетированной мантии по измеренному изотопному составу современного и первичного неодима. Задает нижний возрастной предел для исследованных пород. Нельзя использовать в качестве оценки реального возраста пород.

Содержание слайда: Sm-Nd модельные возраста

Содержание слайда: Отличия Sm-Nd и Rb-Sr метода Схожесть геохимических свойств Sm и Nd, в результате чего Sm/Nd отношение в породах и минералах варьирует слабо. Большой период полураспада Sm – поэтому метод в основном используется для древних пород. Sm-Nd метод используется главным образом для датирования основных пород